JP5820358B2 - 粒状物の間接加熱乾燥方法、改質石炭の製造方法、間接加熱型乾燥装置及び改質石炭製造装置 - Google Patents

粒状物の間接加熱乾燥方法、改質石炭の製造方法、間接加熱型乾燥装置及び改質石炭製造装置 Download PDF

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Description

本発明は、粒状物の間接加熱乾燥方法、改質石炭の製造方法、間接加熱型乾燥装置及び改質石炭製造装置に関する。
含水率が高い多孔質炭は発熱量が低い。そこで、このような多孔質炭から改質石炭を得る製造方法が開発されている（特開平７−２３３３８３号公報参照）。この製造方法について説明する。まず、多孔質炭（原料炭）を粉砕し粒状とした後、重質油分と溶媒油分とを含む混合油と混合して原料スラリーを得る。次いで、原料スラリーを予熱後、加熱し、多孔質炭の脱水を進めると共に、多孔質炭の細孔内に混合油を含浸させて脱水スラリーを得る。その後、脱水スラリーから改質多孔質炭と混合油とを分離した後、改質多孔質炭を乾燥（脱液）させる。乾燥された改質多孔質炭は所望により冷却及び成型される。一方、脱水スラリーからの分離や乾燥の際に回収される混合油は、循環油として再利用され、原料スラリーに再度用いられる。
上記改質石炭の製造方法において、脱水スラリーから分離された粒状の改質多孔質炭の乾燥は、通常、間接加熱型乾燥機を用いて行われる。この間接加熱型乾燥機としては、乾燥能力や操作性等の点から、いわゆるスチームチューブドライヤが多用されている。このスチームチューブドライヤは、軸心周りに回転自在に設けられる回転筒と、この回転筒内に上記軸心と平行に配設される複数の加熱管と、キャリアガスを上記回転筒の一方側から供給し他方側へ排出するキャリアガス流通手段とを有している。このような間接加熱型乾燥機を用いた粒状物の乾燥方法として、２台の間接加熱型乾燥機を用い、第一間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して並流となるようにキャリアガスを供給して、上記粒状物を乾燥させ、次いで、第二間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して向流となるようにキャリアガスを供給して、上記粒状物をさらに乾燥させる方法が提案されている（特開２００９−９７７８３号公報参照）。このように２台の間接加熱型乾燥機を用いることで、粒状物の加熱管への付着を抑制し、安定した含液率の乾燥物を得ることができるとされている。さらに、この乾燥方法においては、上記第一間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスの集塵に第一バグフィルタを、第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスの集塵に第二バグフィルタを用い、集塵したそれぞれのダスト（微粒子）を第一間接加熱型乾燥機から排出される乾燥物（粒状物）に混合し、第二間接加熱型乾燥機で乾燥させている。
このように集塵したダストを再度乾燥させて乾燥物とすることで、製品（乾燥物）の歩留まりは高まる。しかし、特に、ある程度乾燥が進んでいる粒状物を乾燥させる第二間接加熱型乾燥機においてはキャリアガスに同伴される微粒子が多くなる。そのため、第二バグフィルタ内へのダスト（微粒子）の蓄積により、バグフィルタ内の圧力損失が高まり、キャリアガスの圧力バランスが乱れてプロセスの安定運転に支障をきたしたり、第二バグフィルタのフィルタ寿命の低下に繋がる。また、キャリアガスの圧力バランスが乱れて系内の一部が負圧になることで、空気が混入し、酸素濃度の上昇により乾燥物が発火するおそれもある。
一方、上述の製造方法で得られた改質石炭は、乾燥した微粒子の存在により発塵が生じやすい。そこで、得られた改質石炭に対する水の散布などが行われているが、多量の水が必要であり、また、水の散布により発熱量が低下するといった不都合がある。
特開平７−２３３３８３号公報 特開２００９−９７７８３号公報
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、間接加熱型乾燥機を用い粒状物を乾燥させる際のキャリアガスの圧力バランスの安定性を高めることができる間接加熱乾燥方法及び改質石炭の製造方法を提供することを目的とする。また、このような乾燥方法及び製造方法を行うことができる間接加熱型乾燥装置及び改質石炭製造装置を提供することも目的とする。
上記課題を解決するためになされた発明は、
軸心周りに回転自在に設けられる回転筒と、この回転筒内に上記軸心と平行に配設される複数の加熱管と、キャリアガスを上記回転筒の一方側から供給し他方側へ排出するキャリアガス流通手段とをそれぞれ有する２台の間接加熱型乾燥機を用い、
（Ａ）第一間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して並流となるようにキャリアガスを供給し、上記粒状物を乾燥させる工程、及び
（Ｂ）第二間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して向流となるようにキャリアガスを供給し、上記粒状物をさらに乾燥させて乾燥粒状物を得る工程
を有する粒状物の間接加熱乾燥方法であって、
（Ｃ）上記第一間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第一微粒子を回収し、上記（Ｂ）工程に供される粒状物と混合する工程、及び
（Ｄ）上記第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子を回収し、上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物と混合する工程
をさらに有することを特徴とする。
当該粒状物の間接加熱乾燥方法は、（Ｄ）工程において、上記第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子を、再度第二間接加熱型乾燥機に供して乾燥させることなく上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物と混合する。このようにすることで、第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子の量を減らすことができ、この第二微粒子の回収に用いられるバグフィルタ等への第二微粒子の蓄積量を減らすことができる。従って、当該間接加熱乾燥方法によれば、キャリアガスの圧力バランスの安定性を高めることができる。また、上記第二微粒子は、乾燥される粒状物の中でも粒径が小さく、乾燥が十分に進行しているものであるため、当該間接加熱乾燥方法は、従来の乾燥方法と比べて乾燥効率を実質的に下げるものではない。
さらに、当該間接加熱乾燥方法によれば、一度分離した第二微粒子のみに対して処理を行い、処理後の第二微粒子を（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物と混合することができる。このような処理としては、第二微粒子に対しての水の散布や、接着剤との混合が挙げられる。このような処理により、乾燥した粒状物の発塵を効果的に抑えることや、ブリケット状等に成型する際の成型性を高めることなどができる。
上記（Ｄ）工程にて回収される第二微粒子の平均粒子径としては、１０μｍ以下が好ましい。このような粒径の微粒子は、（Ａ）工程において比較的十分に乾燥がされているため、当該間接加熱乾燥方法において乾燥効率の低下を抑えることができる。また、上記範囲の特に微細な微粒子がバグフィルタにおける目詰まり等を生じさせやすいため、このような微粒子を回収することで、キャリアガスの圧力バランスの安定性をより高めることができる。
上記（Ｄ）工程にて回収される第二微粒子と、（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物との質量比としては、１：９９以上１：３以下が好ましい。このような量の第二微粒子を分離することで、キャリアガスの圧力バランスの安定性の向上と、乾燥効率の低下の抑制とを共に図ることができる。
本発明の改質石炭の製造方法は、
（α）粒状の多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る工程、
（β）上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る工程、
（γ）上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離する工程、及び
（δ）分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる工程
を有する改質石炭の製造方法であって、
上記（δ）工程において、当該粒状物の間接加熱乾燥方法を用いることを特徴とする。
当該改質石炭の製造方法によれば、当該粒状物の間接加熱乾燥方法を用いて改質多孔質炭を乾燥させるため、キャリアガスの圧力バランスの安定性を高め、ひいては生産性を高めることができる。
本発明の間接加熱型乾燥装置は、
第一間接加熱型乾燥機及び第二間接加熱型乾燥機を備え、
上記各間接加熱型乾燥機が、軸心周りに回転自在に設けられる回転筒と、この回転筒内に上記軸心と平行に配設される複数の加熱管と、キャリアガスを上記回転筒の一方側から供給し他方側へ排出するキャリアガス流通手段とを有し、
上記第一間接加熱型乾燥機から得られる乾燥物を第二間接加熱型乾燥機の被乾燥物として受け入れるように配置され、
上記キャリアガス流通手段が、各間接加熱型乾燥機における被乾燥物の流れに対して、第一間接加熱型乾燥機においては並流、第二間接加熱型乾燥機においては向流となるようキャリアガスを供給する間接加熱型乾燥装置であって、
第一間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第一微粒子を回収する第一回収手段、
この第一微粒子を第二間接加熱型乾燥機に供される粒状物と混合する第一混合手段、
第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子を回収する回収手段、及び
この第二微粒子を第二間接加熱型乾燥機から得られる乾燥物と混合する第二混合手段
をさらに備えることを特徴とする。
当該間接加熱型乾燥装置を用いることで、当該粒状物の間接加熱乾燥方法を効率的に行うことができる。
本発明の改質石炭製造装置は、
粒状の多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る混合手段、
上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る加熱手段、
上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離する固液分離手段、及び
分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる乾燥手段
を備える改質石炭製造装置であって、
上記乾燥手段が、当該間接加熱型乾燥装置であることを特徴とする。
当該改質石炭製造装置を用いることで、当該改質石炭の製造方法を効率的に行うことができる。
ここで、「乾燥」とは、被乾燥物に含まれる液体の含有量を減少させることを言い、この液体は水に限定されない。また、「平均粒子径」は、累積５０％平均体積径（メディアン径）をいう。
以上説明したように、本発明の粒状物の間接加熱乾燥方法によれば、キャリアガスの圧力バランスの安定性を高めることができ、これを用いた本発明の改質石炭の製造方法によれば、その結果、改質石炭の生産性を高めることができる。また、本発明の間接加熱型乾燥装置及び改質石炭製造装置は、このような間接加熱乾燥方法及び改質石炭の製造方法を効率的に行うことができる。
本発明の一実施形態に係る間接加熱型乾燥装置を示す概略図 図１の間接加熱型乾燥装置が備えるスチームチューブドライヤを示す模式的斜視図 本発明の一実施形態に係る改質石炭の製造方法を示すフロー図
以下、本発明の間接加熱型乾燥装置、間接加熱型乾燥方法、改質石炭製造装置及び改質石炭の製造方法について、適宜図面を参照しつつ詳説する。
＜間接加熱型乾燥装置＞
図１の間接加熱型乾燥装置１は、第一間接加熱型乾燥機２、第二間接加熱型乾燥機３、第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５を主に備える。
第一及び第二間接加熱型乾燥機２、３としては、具体的には図２に示すスチームチューブドライヤ１００を挙げることができる。スチームチューブドライヤ１００は、回転筒１０１、複数の加熱管１０２、被乾燥物の供給口１０３及び排出口１０４、並びにキャリアガス流通手段としてのキャリアガス供給口１０５及びキャリアガス排出口１０６を主に有する。
スチームチューブドライヤ１００の寸法は特に制限されない。一般的には、回転筒１０１の長さとしては５ｍ以上３０ｍ以下である。この回転筒１０１内において、被乾燥物である粒状物を、熱媒体により内部から加熱された加熱管１０２と接触させる。このスチームチューブドライヤ１００は、回転筒１０１の回転に伴って、被乾燥物を順次排出口１０４に向かって連続的に移動させるようになっている。従って、回転筒１０１は、一端の被乾燥物供給口１０３から排出口１０４へ被乾燥物を円滑に移送するためにやや下り勾配をもって設置される。回転筒１０１は、二箇所の基台１０７ａ、１０７ｂ上にそれぞれ設けられた支承ローラ１０８ａ、１０８ｂ上に、リング１０９ａ、１０９ｂを介して支承されている。上記下り勾配は、前記二箇所の基台１０７ａ、１０７ｂ及び支承ローラ１０８ａ、１０８ｂの高さと角度とによって調節される。回転筒１０１を回転させるために、回転筒１０１の周囲には、従動ギア１１０が設けられている。この従動ギア１１０に駆動ギア１１１が噛合し、原動機１１２の回転力が減速機１１３を介して伝達され、回転筒１０１がその軸心回りに回転するようになっている。
多数の加熱管１０２は、回転筒１０１の内部に軸心と平行に配設されている。これらの加熱管１０２に熱媒体としての加熱蒸気が、回転継手１１４に取付けられた熱媒体入口管１１５を通して供給される。この加熱蒸気は、各加熱管１０２に流通された後、熱媒体出口管１１６を介して排出される。
一方、被乾燥物からの蒸発液分は、キャリアガスＧに乗って、回転筒１０１の外に排出される。具体的には、チューブドライヤ１００において、キャリアガスＧは、乾燥物の排出側の供給口１０５から供給され、被乾燥物の供給側の排出口１０６から排出される。この場合、キャリアガスＧの流れは、被乾燥物の流れに対して向流となる。
なお、チューブドライヤ１００において、キャリアガスの供給口と排出口とは逆にする、すなわち逆向きにキャリアガスを供給することができる。このようにすることで、キャリアガスの流れを被乾燥物の流れに対して並流とすることができる。
上記キャリアガスＧとしては、特に限定されず、被乾燥物の種類等に応じて適宜選択することができる。なお、被乾燥物が可燃性である場合は、Ｎ２等の不活性ガスを用いることができる。
第一間接加熱型乾燥機２と第二間接加熱型乾燥機３とは、第一間接加熱型乾燥機２から得られる乾燥物を第二間接加熱型乾燥機３の被乾燥物として受け入れるように、すなわち直列に配列されている。また、第一間接加熱型乾燥機２においては、キャリアガスＧと被乾燥物（粒状物Ａ）との流れが同じ向き（並流）に、第二間接加熱型乾燥機３においては、キャリアガスＧと被乾燥物（粒状物Ａ）との流れが逆向き（向流）になるようにキャリアガスが供給されるよう構成されている。
第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５としては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。第一バグフィルタ４は、第一回収手段として、第一間接加熱型乾燥機２から排出されるキャリアガスＧに含まれる第一微粒子Ｄ１を回収する。第二バグフィルタ５は、第二回収手段として、第二間接加熱型乾燥機３から排出されるキャリアガスＧに含まれる第二微粒子Ｄ２を回収する。
さらに、当該間接加熱型乾燥装置１は、図示しない第一混合手段及び第二混合手段を備える。上記第一混合手段は、上記第一微粒子Ｄ１を第二間接加熱型乾燥機３に供される粒状物Ａと混合する。また、上記第二混合手段は、上記第二微粒子Ｄ２を第二間接加熱型乾燥機３から得られる乾燥物（乾燥粒状物Ｂ）と混合する。上記各混合手段としては、これらを混合することが可能なものであれば特に限定されず、吸引ローダー、ホッパーローダー、各種コンベア等の微粒子を輸送することができる設備や機器を用いることができる。また、高低差を利用した配管等であってもよい。なお、この混合とは、２種のもの（微粒子及び粒状物）とを均一な状態にまで混合していなくともよく、単に２種がまとまって存在する状態になっていればよい。
なお、間接加熱型乾燥装置１が備える他の機器等は、以下の間接加熱型乾燥方法の説明に沿って説明する。
＜間接加熱型乾燥方法＞
本発明の間接加熱型乾燥方法は、
２台の間接加熱型乾燥機を用い、
（Ａ）第一間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して並流となるようにキャリアガスを供給し、上記粒状物を乾燥させる工程、
（Ｂ）第二間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して向流となるようにキャリアガスを供給し、上記粒状物をさらに乾燥させて乾燥粒状物を得る工程、
（Ｃ）上記第一間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第一微粒子を回収し、上記（Ｂ）工程に供される粒状物と混合する工程、及び
（Ｄ）上記第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子を回収し、上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物と混合する工程
を有する。
以下、当該間接加熱型乾燥方法の詳細を、図１の間接加熱型乾燥装置１を用いた例として詳説する。
（Ａ）工程
被乾燥物である粒状物Ａを、スクリューコンベア６を介して第一間接加熱型乾燥機２に供給する。第一間接加熱型乾燥機２においては、粒状物Ａの流れに対して並流となるようにキャリアガスＧを供給する。第一間接加熱型乾燥機２により乾燥された粒状物Ａは、排出ケーシング７からコンベア８に運ばれ、コンベア８により第二間接加熱型乾燥機３に供給される。
この（Ａ）工程において、キャリアガスＧは、第一間接加熱型乾燥機２に粒状物Ａの供給側から供給される。このキャリアガスは、乾燥機２内で粒状物Ａからの蒸発液分と、この粒状物Ａの乾燥に伴って巻き込まれるダスト（第一微粒子Ｄ１）とを捕捉する。そして、このキャリアガスＧは第一間接加熱型乾燥機２の乾燥物（粒状物Ａ）の排出側から排出される。
（Ｂ）工程
次いで、上記粒状物Ａを第二間接加熱型乾燥機３によりさらに乾燥させ、乾燥粒状物Ｂを得る。第二間接加熱型乾燥機３においては、粒状物の流れに対して向流となるようにキャリアガスＧを供給する。乾燥粒状物Ｂは、排出ケーシング９から排出され、必要に応じ貯留される。
この（Ｂ）工程において、キャリアガスＧは、第二間接加熱型乾燥機３に乾燥物（乾燥粒状物Ｂ）の排出側から供給される。このキャリアガスは、乾燥機３内で粒状物からの蒸発液分と、この粒状物の乾燥に伴って巻き込まれるダスト（第二微粒子Ｄ２）とを捕捉する。そして、このキャリアガスＧは第二間接加熱型乾燥機３の粒状物Ａの供給側から排出される。
（Ｃ）工程
上記第一間接加熱型乾燥機２から排出されるキャリアガスＧは、第一バグフィルタ４に送られる。第一バグフィルタ４において、キャリアガスＧに含まれる第一微粒子Ｄ１が回収される。
なお、当該間接加熱型乾燥装置１には、第一バグフィルタ４の入口近傍にＮ２ブラスター１０が設けられている。このＮ２ブラスター１０により、第一バグフィルタ４の入口及び第一間接加熱型乾燥機２と第一バグフィルタ４とを繋ぐ配管に付着又は堆積したダスト（第一微粒子Ｄ１）を除去することができる。
この回収された第一微粒子Ｄ１は、図示しない第一混合手段により、上記（Ｂ）工程に供される粒状物Ａと混合される。この際、第一微粒子Ｄ１を、例えば、粒状物Ａが搬送されるコンベア８上に堆積させるようにすることなどができる。その他、第一間接加熱型乾燥機２と第二間接加熱型乾燥機３との間に粒状物Ａを一時的に貯留する貯留槽を設け、この貯留槽に上記第一微粒子Ｄ１を供給するようにしてもよい。他の粒状物Ａと混合された第一微粒子Ｄ１は、他の粒状物Ａと共に第二間接加熱型乾燥機３へ供給される。
（Ｄ）工程
上記第二間接加熱型乾燥機３から排出されるキャリアガスＧは、第二バグフィルタ５に送られる。第二バグフィルタ５において、キャリアガスＧに含まれる第二微粒子Ｄ２が回収される。
なお、当該間接加熱型乾燥装置１には、第二バグフィルタ５の入口近傍にもＮ２ブラスター１１が設けられている。このＮ２ブラスター１１により、第二バグフィルタ５の入口及び第二間接加熱型乾燥機３と第二バグフィルタ５とを繋ぐ配管に付着又は堆積したダスト（第二微粒子Ｄ２）を除去することができる。
上記回収された第二微粒子Ｄ２は、図示しない第二混合手段により、上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物Ｂと混合される。この際、例えば、排出ケーシング９の下に乾燥粒状物Ｂを一時的に貯留する貯留槽を設け、この貯留槽に上記第二微粒子を供給することができる。混合された第二微粒子Ｄ２と乾燥粒状物Ｂとは、必要に応じて後工程に供される。
（他の工程）
各バグフィルタ４、５によりダスト（第一又は第二微粒子Ｄ１、Ｄ２）が分離されたキャリアガスＧは、冷却塔１２に送られ、冷却される。冷却により生じた凝集液Ｃは、ポンプ１３を介して系外に排出される。一方、冷却されたキャリアガスＧは、ブロア１４により送風され、再度第一及び第二間接加熱型乾燥機２、３へ供給される。なお、ブロア１４と各間接加熱型乾燥機２、３との間には図示しない加熱器が設けられ、キャリアガスＧを所定温度に加熱することができる。
（効果）
当該粒状物の間接加熱乾燥方法は、（Ｄ）工程において、上記第二間接加熱型乾燥機３から排出されるキャリアガスＧに含まれる第二微粒子Ｄ２を上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物Ｂと混合する。このようにすることで、第二間接加熱型乾燥機３から排出されるキャリアガスＧに含まれる第二微粒子Ｄ２の量を減らすことができ、この第二微粒子Ｄ２の回収に用いられる第二バグフィルタ５への第二微粒子Ｄ２の蓄積量を減らすことができる。従って、当該間接加熱乾燥方法によれば、系内のキャリアガスＧの圧力バランスの安定性を高めることができる。また、上記第二微粒子Ｄ２は、乾燥される粒状物Ａの中でも粒径が小さく、乾燥が十分に進行しているものであるため、当該間接加熱乾燥方法は、従来の乾燥方法と比べて乾燥効率を実質的に下げるものではない。
さらに、当該間接加熱乾燥方法によれば、一度分離した第二微粒子Ｄ２のみに対して処理を行い、処理後の第二微粒子Ｄ２を（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物Ｂと混合することができる。このような処理としては、第二微粒子Ｄ２に対しての液体（水等）の散布が挙げられ、このようにすることで、乾燥した粒状物の発塵を抑え、この際に用いる液体の量を低減させることなどができる。
また、分離された第二微粒子Ｄ２を接着剤等と混合し、この混合物を乾燥粒状物Ｂと混合することができる。このようにすることで、得られた乾燥物（乾燥粒状物と第二微粒子との混合物）を所定サイズに成型する際の成型性を高めることができる。また、このようにすることで、成型性を高めるために用いられる接着剤等の使用量を低減することができる。
上記第二バグフィルタ５（（Ｄ）工程）で回収される上記第二微粒子Ｄ２の平均粒子径としては、１０μｍ以下であることが好ましい。このような粒径の微粒子は、（Ａ）工程において比較的十分に乾燥がされているため、当該間接加熱乾燥方法において乾燥効率の低下を抑えることができる。この第二微粒子Ｄ２の平均粒子径は、第二バグフィルタ５の目の粗さを変更することなどによって調整することができる。上記平均粒子径としては、１μｍ以上５μｍ以下がより好ましい。第二微粒子Ｄ２の平均粒子径が、上記下限未満の場合は、第二バグフィルタ５の目を細かくする必要があり、キャリアガスＧの圧力バランスの安定性が低下するおそれがある。
上記第二バグフィルタ５（（Ｄ）工程）にて回収される第二微粒子Ｄ２と、第二間接加熱型乾燥機３からから排出される乾燥粒状物Ｂ（（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物）との質量比としては、１：９９以上１：３以下が好ましく、１：１９以上１：６以下がより好ましい。このような量の第二微粒子Ｄ２を分離することで、キャリアガスＧの圧力バランスの安定性の向上と、乾燥効率の低下の抑制とを共に図ることができる。第二微粒子の量が上記比未満の場合は、系内に留まる微粒子の量が多いことなどにより、キャリアガスの圧力バランスが不安定になるおそれがある。逆に、第二微粒子の量が上記比を超える場合は、比較的多量の微粒子が第二間接加熱型乾燥機３を通過しないこととなるため、乾燥効率が低下するおそれがある。上記第二微粒子Ｄ２と乾燥粒状物Ｂとの比は、第二バグフィルタ５の目のサイズや、第二間接加熱型乾燥機３におけるキャリアガス供給量を調節すること等により行うことができる。
上記第二間接加熱型乾燥機３におけるキャリアガスＧの流量としては、特に限定されないが、第二間接加熱型乾燥機３での溶媒蒸発量の０．１倍以上１０倍以下（モル比）程度が好ましい。このような範囲の流量とすることで、十分に粒状物を乾燥させつつ、所望する量の第二微粒子Ｄ２を分離させることができる。また、バグフィルタ（第一バグフィルタ４及び第二バグフィルタ５）を通過するキャリアガスＧのフィルタ面積あたりの流量を０．１ｍ３／ｓ・ｍ２以上１０ｍ３／ｓ・ｍ２以下とすることも好ましい。このようにすることで、バグフィルタにおいて効果的にダストを回収することができる。
また、当該間接加熱乾燥方法においては、第一微粒子Ｄ１及び第二微粒子Ｄ２の回収を、それぞれバグフィルタを用いて行っている。このようにバグフィルタを用いることで、所望する粒径のダスト（第一又は第二微粒子）を効率的に回収することができる。また、湿式スクラバー等において必要となる排水処理も不要である。
さらに、当該間接加熱型乾燥方法においては、粒状物Ａの流れに対し（Ａ）工程においては並流に、（Ｂ）工程においては向流にキャリアガスＧを供給することで、各バグフィルタ等系内におけるキャリアガスＧの結露の発生を抑制している。この理由を以下に説明する。第一間接加熱型乾燥機２では、乾燥機２のキャリアガス出口側、つまり乾燥物出口側で、キャリアガスＧは蒸発液分を含み、その露点は高くなっている。しかし、この乾燥物（粒状物Ａ）の乾燥は進んでおり、また、この乾燥物（粒状物Ａ）及びキャリアガスＧの温度は高くなっている。そのため、ガス温度と露点との温度差が大きくすることができ、第一バグフィルタ４内で結露が生じ難い。他方、第二間接加熱型乾燥機３では、第一間接加熱型乾燥機２により被乾燥物（粒状物Ａ）が限界含液率程度まで乾燥が進んでおり温度が上がっているため、キャリアガス温度と露点の温度差を大きくすることができる。従って、第二間接加熱型乾燥機３に対して設けられた第二バグフィルタ５内でも結露が生じ難くなる。
さらに、当該間接加熱乾燥方法及び乾燥装置１においては、キャリアガスＧの冷却手段（冷却塔１２）及びキャリアガスＧの加熱手段をキャリアガスの流れに対してこの順に設けている。このようにすることで、各間接加熱型乾燥機２、３に供給されるキャリアガスの露点を低下させることができる。
当該間接加熱乾燥方法によれば、このように循環するキャリアガスＧによる結露の低減が図られていることから、バグフィルタ４、５により容易にダスト（微粒子）を回収することができ、また、結露により生じるフィルタの目詰まり等による圧力バランスの不安定化をさらに低減させている。
＜改質石炭製造装置＞
本発明の改質石炭製造装置は、混合手段、加熱手段、固液分離手段及び乾燥手段を主に備える。
上記混合手段は、粒状の多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得るものである。上記混合手段としては、特に限定されず、撹拌翼等を備える公知の混合槽等を用いることができる。
上記加熱手段は、上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得るものである。上記加熱手段としては、特に限定されず、公知の熱交換器、蒸発器等を用いることができる。
上記固液分離手段は、上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離するものである。上記固液分離手段としては、特に限定されず、遠心分離器、濾過器等の公知の固液分離器を用いることができる。
上記乾燥手段は、分離された上記改質多孔質炭を乾燥させるものである。この乾燥手段としては、当該間接加熱型乾燥装置を用いる。
以下に、改質石炭の製造方法として、当該改質石炭製造装置の使用方法を説明する。
＜改質石炭の製造方法＞
本発明の改質石炭の製造方法は、
（α）粒状の多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る工程（混合工程）、
（β）上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る工程（加熱工程）、
（γ）上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離する工程（固液分離工程）、及び
（δ）分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる工程（乾燥工程）
を有する。
なお、（α）混合工程に先駆けて粉砕工程を、（α）混合工程と（β）加熱工程との間に予熱工程をさらに有していてもよい。以下、各工程について詳説する。
（粉砕工程）
粉砕工程では、混合工程に先立って、多孔質炭Ｘを好ましい粒径の粒状物に粉砕する。この粉砕は、公知の粉砕機等を用いることによって行うことができる。このように粉砕されて混合工程に供される粒状の多孔質炭の粒子径としては、特に制限されるものではなく、例えば０．０５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ０．５ｍｍ以下とすることができる。
（α）混合工程
混合工程では、上記混合手段を用い、粒状の多孔質炭Ｘと油とを混合して原料スラリーを得る。この油は、好ましくは、重質油分と溶媒油分とを含む混合油である。以下、この混合油を用いた例として説明する。
多孔質炭は、多量の水分を含有し、脱水することが望まれるいわゆる低品位炭である。上記多孔質炭の含水率は、例えば２０〜７０質量％である。このような多孔質炭としては例えば、褐炭、亜炭、亜瀝青炭（サマランガウ炭等）などが挙げられる。
上記重質油分とは、例えば４００℃でも実質的に蒸気圧を示すことが無いような重質分からなる、又はこれを多く含む油であり、アスファルト等を用いることができる。
上記溶媒油分とは、上記重質油分を分散させる油である。この溶媒油分としては、重質油分との親和性、スラリーとしてのハンドリング性、細孔内への侵入容易性等の観点から軽沸油分が好まれる。具体的には、沸点１００℃以上、好ましくは３００℃以下の石油系油（軽油、灯油又は重油等）が好ましい。
このような重質油分と溶媒油分との混合油を用いると、この混合油が適切な流動性を示す。そのため、当該製造方法においては、重質油分単独では果たし難い重質油分の多孔質炭の細孔内への侵入が促進される。上記混合油における重質油分の含有量としては、例えば、０．２５質量％以上１５質量％以下とすることができる。
多孔質炭に対する混合油の混合割合としては、特に制限されない。例えば、多孔質炭に対する重質油分の量として質量比で０．５質量％以上３０質量％以下、好ましくは０．５質量％以上５質量％以下である。
上記混合の際の条件としては特に制限されず、通常は、大気圧下、４０℃〜１００℃の温度で行えばよい。
（予熱工程）
混合工程で得られた原料スラリーを、加熱工程に先立って通常、予熱する。予熱条件としては特に制限されず、通常は操作圧での水の沸点近傍まで加熱する。
（β）加熱工程
加熱工程では、上記加熱手段を用いて、上記原料スラリーを加熱して、脱水スラリーを得る。この際、多孔質炭の脱水が進むと共に、多孔質炭の細孔内に混合油が含浸される。具体的には、多孔質炭の細孔内表面は重質油分を含有する混合油によって次々に被覆され、細孔開口部のほぼ全域が重質油分含有混合油によって充満される。なお、混合油中の重質油分は活性点に選択的に吸着され易すく、また、付着すると離れ難いため、重質油分が溶媒油分よりも優先的に付着していくとされている。こうして細孔内表面が外気から遮断されることによって自然発火性を失わせることが可能となる。また、大量の水分が脱水除去されると共に重質油分含有混合油、特に重質油分が優先して細孔内を充満することになるので、多孔質炭全体としてのカロリーアップが達成される。
上記加熱は加圧下で行うことが好ましく、例えば、２００〜１５００ｋＰａが好適である。また、加熱時間は、一連の工程が通常は連続運転により実施されるため一概に規定できるものではなく、多孔質炭の脱水と細孔内への混合油の含浸とを達成できればよい。
この加熱工程において加熱により発生した水蒸気は除去される。本工程で発生及び除去される水蒸気は回収して昇圧し、予熱工程や加熱工程における加熱源に用いることができる。
（γ）固液分離工程
固液分離工程では、上記固液分離手段を用いて、上記脱水スラリーを改質多孔質炭と混合油とに分離する。この工程で分離された混合油（油分Ｚ）は、上記（α）混合工程にて再利用することができる。
（δ）乾燥工程
乾燥工程では、当該間接加熱型乾燥装置１を用い、分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる。具体的な乾燥方法は、当該粒状物の間接加熱乾燥方法として上述したとおりであり、被乾燥物である粒状物が、上記分離された粒状の改質多孔質炭である。
具体的には、例えば、第一間接加熱型乾燥機においては、約３０〜１２０分の滞留時間、約１５０〜２５０℃の加熱温度で、油分（特に溶媒油分）を蒸発させる。続いて、第二間接加熱型乾燥機においても、約３０〜１２０分の滞留時間、約１５０〜２５０℃の加熱温度で、油分Ｚ（特に溶媒油分）を蒸発させる。蒸発した油分Ｚは回収され、（α）混合工程にて再利用することができる。
この乾燥工程により、改質多孔質炭の含液率を例えば、１０〜５０質量％から１０％未満、好ましくは、０．１％〜３％程度にすることができる。また、乾燥された改質多孔質炭Ｙは、所望により冷却及び成型され、改質石炭を得ることができる。
この（δ）乾燥工程では、（Ｄ）工程として、上述のように第二間接加熱型乾燥機３から排出されるキャリアガスＧに含まれる第二微粒子Ｄ２を回収し、上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物（改質多孔質炭）と混合する。このようにすることで、第二間接加熱型乾燥機３から排出されるキャリアガスＧに含まれる第二微粒子Ｄ２の量を減らすことができ、この第二微粒子Ｄ２の回収に用いられるバグフィルタ５等への第二微粒子Ｄ２の蓄積量を減らすことができる。従って、当該製造方法によれば、乾燥工程で用いられるキャリアガスの圧力バランスの安定性を高めることができる。
また、本乾燥工程においては、一度分離した第二微粒子Ｄ２に対して、水の散布や、接着剤との混合といった別途の処理を施すことができる。このような処理を施した第二微粒子Ｄ２を他の改質多孔質炭（乾燥粒状物Ｂ）と混合することで、得られた改質石炭の発塵を効果的に抑えることやブリケット状に成型する際の成型性を高めることなどができる。
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
図３のフロー図に沿って、かつ、図１の間接加熱型乾燥装置を用い、以下の条件で連続運転し、改質石炭を製造した。
・粉砕工程
原料：サマランガウ炭
粉砕条件：最大粒子径３０００μｍ、平均粒子径約１５０μｍ
・混合工程
サマランガウ炭１８０ｋｇ／ｈ及び循環油２４８ｋｇ／ｈに新規調製混合油［灯油１ｋｇ／ｈ、アスファルト１ｋｇ／ｈ］を供給し、原料スラリーを調整した（７０℃、１００ｋＰａ）。
・加熱工程
原料スラリーの熱交換器（蒸発器）への供給速度：４３０ｋｇ／ｈ
加熱条件：１３７℃、４００ｋＰａ
・固液分離工程
１３０℃、１００ｋＰａ
・乾燥工程
第１乾燥機；スチームチューブ式ドライヤ（チューブ数；１２本、軸方向長さ；５０００ｍｍ、加熱温度（キャリアガス（ＣＧ１）温度）；約２１０℃、改質多孔質炭滞留時間６０分
第２乾燥機；スチームチューブ式ドライヤ（チューブ数；６本（＋６本はスチームを供給せず）、軸方向長さ；５０００ｍｍ、加熱温度（キャリアガス（ＣＧ２）温度）；約２１０℃、改質多孔質炭滞留時間６０分
上記条件で製造し、乾燥工程直後において改質多孔質炭を１００ｋｇ／ｈで得た。
得られた改質多孔質炭の含液率は、約１質量％であった。
第二バグフィルタで回収された第二微粒子の平均粒子径（累積５０％平均径）は、約３μｍであった。また、この回収された第二微粒子と第二間接加熱型乾燥機３から直接排出された乾燥粒状物（改質石炭）との質量比は、約１：９であった。
また、１００時間運転させた間、第二バグフィルタに設けた系内の圧力計は、０．６〜１．０ｋＰａの範囲で安定していた。
［比較例１］
図１の間接加熱型乾燥装置において、第二バグフィルタ５で回収したダスト（第二微粒子）を第二間接加熱型乾燥機３に供される粒状物と混合するようにしたこと以外は、実施例１と同様にして、改質石炭の製造を行った。
得られた改質多孔質炭の含液率は、約１質量％であった。
また、１００時間運転させた間、第二バグフィルタに設けた系内の圧力計は、１．６ｋＰａまで上昇した。そのため、第二間接加熱型乾燥機３の循環ガス量を少なくした。または、バグフィルタの洗浄パルス設定を変更したため、Ｎ２使用量が増加した。
以上説明したように、本発明の粒状物の間接加熱乾燥方法は、各種粒状物、例えば、多孔質炭、汚泥、食品残渣、化学薬品等、特に改質された多孔質炭の乾燥に有効に用いることができる。
１ 間接加熱型乾燥装置
２ 第一間接加熱型乾燥機
３ 第二間接加熱型乾燥機
４ 第一バグフィルタ
５ 第二バグフィルタ
６ スクリューコンベア
７ 排出ケーシング
８ コンベア
９ 排出ケーシング
１０、１１ Ｎ２ブラスター
１２ 冷却塔
１３ ポンプ
１４ ブロア
１００ スチームチューブドライヤ
１０１ 回転筒
１０２ 加熱管
１０３ 供給口
１０４ 排出口
１０５ キャリアガス供給口
１０６ キャリアガス排出口
１０７ａ、１０７ｂ 基台
１０８ａ、１０８ｂ 支承ローラ
１０９ａ、１０９ｂ リング
１１０ 従動ギア
１１１ 駆動ギア
１１２ 原動機
１１３ 減速機
１１４ 回転継手
１１５ 熱媒体入口管
１１６ 熱媒体出口管
Ａ 粒状物
Ｂ 乾燥粒状物
Ｃ 凝集液
Ｄ１ 第一微粒子
Ｄ２ 第二微粒子
Ｇ キャリアガス
Ｘ 多孔質炭
Ｙ 改質多孔質炭
Ｚ 油分

Claims (6)

  1. 軸心周りに回転自在に設けられる回転筒と、この回転筒内に上記軸心と平行に配設される複数の加熱管と、キャリアガスを上記回転筒の一方側から供給し他方側へ排出するキャリアガス流通手段とをそれぞれ有する２台の間接加熱型乾燥機を用い、
    （Ａ）第一間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して並流となるようにキャリアガスを供給し、上記粒状物を乾燥させる工程、及び
    （Ｂ）第二間接加熱型乾燥機において、粒状物の流れに対して向流となるようにキャリアガスを供給し、上記粒状物をさらに乾燥させて乾燥粒状物を得る工程
    を有する粒状物の間接加熱乾燥方法であって、
    （Ｃ）上記第一間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第一微粒子を回収し、上記（Ｂ）工程に供される粒状物と混合する工程、及び
    （Ｄ）上記第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子を回収し、上記（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物と混合する工程
    をさらに有することを特徴とする粒状物の間接加熱乾燥方法。
  2. 上記（Ｄ）工程にて回収される第二微粒子の平均粒子径が１０μｍ以下である請求項１に記載の粒状物の間接加熱乾燥方法。
  3. 上記（Ｄ）工程にて回収される第二微粒子と、（Ｂ）工程で得られる乾燥粒状物との質量比が１：９９以上１：３以下である請求項１又は請求項２に記載の粒状物の間接加熱乾燥方法。
  4. （α）粒状の多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る工程、
    （β）上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る工程、
    （γ）上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離する工程、及び
    （δ）分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる工程
    を有する改質石炭の製造方法であって、
    上記（δ）工程において、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の粒状物の間接加熱乾燥方法を用いることを特徴とする改質石炭の製造方法。
  5. 第一間接加熱型乾燥機及び第二間接加熱型乾燥機を備え、
    上記各間接加熱型乾燥機が、軸心周りに回転自在に設けられる回転筒と、この回転筒内に上記軸心と平行に配設される複数の加熱管と、キャリアガスを上記回転筒の一方側から供給し他方側へ排出するキャリアガス流通手段とを有し、
    上記第一間接加熱型乾燥機から得られる乾燥物を第二間接加熱型乾燥機の被乾燥物として受け入れるように配置され、
    上記キャリアガス流通手段が、各間接加熱型乾燥機における被乾燥物の流れに対して、第一間接加熱型乾燥機においては並流、第二間接加熱型乾燥機においては向流となるようキャリアガスを供給する間接加熱型乾燥装置であって、
    第一間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第一微粒子を回収する第一回収手段、
    この第一微粒子を第二間接加熱型乾燥機に供される粒状物と混合する第一混合手段、
    第二間接加熱型乾燥機から排出されるキャリアガスに含まれる第二微粒子を回収する回収手段、及び
    この第二微粒子を第二間接加熱型乾燥機から得られる乾燥物と混合する第二混合手段
    をさらに備えることを特徴とする間接加熱型乾燥装置。
  6. 粒状の多孔質炭と油とを混合して原料スラリーを得る混合手段、
    上記原料スラリーを加熱し、脱水スラリーを得る加熱手段、
    上記脱水スラリーを改質多孔質炭と油とに分離する固液分離手段、及び
    分離された上記改質多孔質炭を乾燥させる乾燥手段
    を備える改質石炭製造装置であって、
    上記乾燥手段が、請求項５に記載の間接加熱型乾燥装置であることを特徴とする改質石炭製造装置。

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